【正文】 核心部分，主要由發(fā)射電路，接收電路組成。 （ 4）實際應(yīng)用時，要注意單線的驅(qū)動能力，不能掛接過多的 DS18B20，同時還應(yīng)注意最遠(yuǎn)接線距離。 DS18B20 在三線制應(yīng)用時，應(yīng)將其三線焊接牢固；在兩線應(yīng)用時，應(yīng)將 VCC與 GND接在一起，焊接牢固。 （ 2）有多個測溫點時，應(yīng)考慮系統(tǒng)能實現(xiàn)傳感器出錯自動指示，進(jìn)行自動 DS18B20 序列號和自動排序，以減少調(diào)試和維護(hù)工作量。編制程序時必須嚴(yán)格按芯片數(shù)據(jù)手冊提供的有關(guān)操 作順序進(jìn)行，讀、寫時間片程序要嚴(yán)格按要求編寫。在實際應(yīng)用中還可以使用一個 MOSFET將 I/O口線直接和電源相連，起到上拉的作用。另外單總線長度也不宜超過 80M，否則也會影響到數(shù)據(jù)的傳輸。 遠(yuǎn)程溫度監(jiān) 控系統(tǒng) 的設(shè)計 15 圖 DS18B20 硬件電路 本系統(tǒng)為多點溫度測試。在實際應(yīng)用中，測量溫度往往 O℃ 上，此時可將 16位二進(jìn)制溫度輸出只取其低 8位，即 1個字節(jié)，這樣將使計算工作更為便利。 溫度低位 溫度高位 TH TL 配置 保留 保留 保留 8 位 CRC LSB DS18B20 存儲器映像圖 MSB DS18B20 溫度數(shù)據(jù)格式 DS1820溫度測量原理是通過對門開通期間低溫度系數(shù)振蕩器經(jīng)歷的時針周期個數(shù)來測量溫度的 在 Dsl820中，轉(zhuǎn)換溫度值是以 9為二進(jìn)制 1／ 2℃ IsB(最低有效位 )形式表示的，而輸出溫度則是以 l6位符號擴(kuò)展的二進(jìn)制 補(bǔ) 碼 讀數(shù)形式提供 采用辦法是將低 8位用 補(bǔ) 碼表示，第 9位 符號擴(kuò)展形式擴(kuò)展至其他 7位。單片機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式如圖所示。 圖 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 （ 2） 高速暫存存儲器 高速暫存存儲器由 9個字節(jié)組成，其分配如 下 圖所示。 （ 9）負(fù)壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 （ 7）在 9位分辨率時最多在 ， 12位分辨率時最多在 750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。 ℃。 （ 4） DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 （ 2）獨特的單線接口方式， DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可 實現(xiàn)微處理器與 DS18B20的雙向通訊?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。 176。 C，在 10～+85176。 同 DS1820一樣， DS18B20也支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為 55176?，F(xiàn)在，新一代的圖 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 DS18B20體積更小、更經(jīng)濟(jì)、更靈活。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。應(yīng)該說，熱電偶是數(shù)字式溫度傳感器中的一個元件，而數(shù)字式 溫度傳感器則是由熱電偶及其它必要的元件的元件組成的裝置。 傳統(tǒng)測溫方法是熱電阻或熱電偶輸出模擬信號，然后 A/D采集轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號再送給單片機(jī)處理。其中 E是下降沿觸發(fā)的片選信號， R/W 是讀寫信號， RS 是寄存器選擇信號本模塊設(shè)計要點如下：顯示模塊初始化：首先清屏，再設(shè)置接口數(shù)據(jù)位為 8位，顯示行數(shù)為 1 行，字型為 5 7點陣，然后設(shè)置為整體顯示，取消光標(biāo)和字體閃爍 ,最后設(shè)置為正向增量方式且不移位。 表 4 LCD1601 16 1 顯示字的地址 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 00 01 02 03 04 05 06 07 40 41 42 43 44 45 46 47 (2)外部地址： DB7=1,亦即 80H＋內(nèi)部計數(shù)地址，可以用此方式將字顯示在某一位置。 1601 使用說明 ： 圖 1601 引腳圖 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 表 1 LCD1601 液晶模塊的引腳 引腳 符號 功能說明 1 GND 接地 2 Vcc ＋ 5V 3 VL 驅(qū)動 LCD，一般將此腳接地 4 RS 寄存器選擇 0：指令寄存器（ WRITE） Busy flag,位址計數(shù)器（ READ） 1：數(shù)據(jù)寄存器（ WRITE,READ） 5 R/W READ/WRITE 選擇 1： READ 0： WTITE 6 E 讀寫使能（下降沿使能） 7 DB0 低 4 位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線 表 2 LCD1601 液晶模塊的引腳 8 DB1 9 DB2 10 DB3 11 DB4 高 4 位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線 另外 DB7 也是一個 Busy flag 12 DB5 13 DB6 14 DB7 寄存器選擇，如表所示： 表 3 寄存器選擇控 制線操作 RS R/W 操作說明 0 0 寫入指令寄存器（清除屏幕?等） 0 1 讀 Busy flag(DB7),以及讀取位址計數(shù)器（ DB0~DB6)值 1 0 寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等） 1 1 從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) Busy flag(DB7):在此位未被清除為“ 0”時， LCD 將無法再處理其他指令要求。一個字符由 6 8 或 8 8 點陣組成，即要找到和屏上某幾個位置對應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8 個字節(jié)，并且要使每個字節(jié)的不同的位為‘ 1’，其它的為 ‘ 0’，為‘ 1’的點亮，為‘ 0’的點暗，這樣一來就組成某個字符。本系統(tǒng)顯 示部分用的是 LCD液晶模塊，采用一個 16 1的字符型液晶顯示模塊。時鐘頻率用 6MHZ時 C 取 22uF,R 取 1KΩ。 最簡單的上電自動復(fù)位電路中上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的。 復(fù)位引腳 RST 通過一個斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個機(jī)器周期的 S5P2,斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。振蕩晶體可在 到 12MHZ 之間選擇。 本設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在 XTAL XTAL2 引腳上外接定時元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。 AT89S52 單片機(jī)的時鐘產(chǎn)生方法有兩種。用 AT 單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時，只要將單片機(jī)接上時鐘電路和復(fù)位電路即可，如圖 AT89S52 單片機(jī)最小系統(tǒng)所示。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、并行 I/O口、串行口、定時器 /計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。二是系統(tǒng)配置，既按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤顯示器﹑ A/D﹑ D/A 轉(zhuǎn)換器、各類傳感器和采集到的信息等，要設(shè)計合適的接口電路。 總體電路組成框圖 圖 總體電路組成框圖 系統(tǒng)功能 ： 本系統(tǒng)用于對水溫進(jìn)行 實時 監(jiān)控， 同時 運用 傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和單片機(jī)技術(shù) , 實現(xiàn)了對 水 溫的 準(zhǔn)確測量，并通過無線發(fā)射接收，使得所測溫度數(shù)據(jù)實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。 DS18B20 直接輸出數(shù)字溫度值，不需要校正，因此選擇此方案。 DS18B20 的數(shù)字溫度輸出通過1Wire 總線，又稱為 “ 一線 ” 總線（ 1Wire 是一種獨特的數(shù)字信號總線協(xié)議，它將獨特的電源線和信號線復(fù)合在一起，僅使用一條口線；每個芯片唯一編碼，支持聯(lián)網(wǎng)尋址、零功耗等待等，是所需硬件連線最少的一種總線） ， 這種獨特的方式， 可以 使多個 DS18B20 方便地組建成傳感器網(wǎng)絡(luò)，為整個測量系統(tǒng)的建立和組合提供了更大可能性。 AD590 是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源 ，廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 精度很高，但需要輔助的 AD 轉(zhuǎn)換電路以及 進(jìn)行軟件的校正，增加了線路的復(fù)雜程度，此方案不可行。 發(fā)射載波電路，采用并聯(lián)晶振振蕩電路，采用 FSK 調(diào)制 .為了提高傳輸距離，接收采用超再生接收電路。 綜合以上因素，我們也不采用此方案。 其次，紅外屬于光波，除強(qiáng)光外很少有能影響到紅外無線傳輸工作的干擾，穩(wěn)定性更加。 方案 3： 采用 無線紅外技術(shù) 。是 GSM SMS 通訊的極佳選擇。 該模塊性價比高、穩(wěn)定性強(qiáng)、便于開發(fā)。 方案 2： 采用 GSM模塊。 DF 超再生式接收模塊通訊方式為調(diào)頻 AM，接收靈敏度高，用示波器觀察輸出波形干凈，抗干擾能力強(qiáng)。 方案 1： 采用 DF無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。比較上述 2 種方案，方案 2電路簡單、顯示信息量大、能很好的滿足題目要求，我們采用方案 2。 方案 2： 采用 1602LCD 液晶屏顯示，顯示內(nèi)容較多，方便組合， 可視面積大，畫面效果好，抗干擾能力強(qiáng)，調(diào)用方便簡單，而且可以節(jié)省了軟件中斷資源。 顯示電路方案選擇 方案 1： 采用數(shù)碼管顯示，成本低、亮度高、醒目。 方案 3： 采用 8位單片機(jī)作為主控制芯片， 8位單片機(jī)具有價格比較便宜，并且技術(shù)比較成熟，低功耗，易于購買等優(yōu)點，但是 8位機(jī)程序執(zhí)行速度比較慢，內(nèi)部資源比 16 位單片機(jī)少很多。 FGPA 可實現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，規(guī)模大，密度高，它將所有的器件集成在一塊芯片上，減小了體積，提高了穩(wěn)定性，并且可應(yīng)用 EDA 軟件仿真、在線調(diào)試，易于進(jìn)行功能擴(kuò)展，響應(yīng)速度快。但是當(dāng)凌陽單片機(jī)應(yīng)用語音處理和辨識時，其占用的 CPU 資源較多而使得凌陽單片機(jī)同時處理其它任務(wù)的速度和 能力降低，并且價格比較昂貴，不易購買。 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 1 方案設(shè)計與論證 控制芯片方案選擇 方案 1： 采用凌陽 16位單片機(jī)，具有體積小、驅(qū)動能力高、集成度高、易擴(kuò)展、可靠性高、 I/O 口資源豐富、存儲空間大、處理速度高等特點。同時在通過軟件進(jìn)行溫度 補(bǔ)償和數(shù)據(jù)處理方面，也作為了具體介紹。本文就如何將溫度這一連續(xù)的物理量轉(zhuǎn)換成模擬的電壓信號，再將電壓信號通過單片機(jī)編碼轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號這一過程，進(jìn)行了闡述和分析。 本文介紹了一種利用單片機(jī)實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集和處理的一種設(shè)計方法。選擇適當(dāng)?shù)膯纹瑱C(jī)和溫度傳感器及前端處理電路，可以獲得較高精度的測量。傳統(tǒng)的溫度采集的方法不僅費時，而且精度差，滿足不了各行業(yè)對于溫度數(shù)據(jù)高精度， 設(shè)備高可靠性的需求。所以對于我們來說，僅僅會使用微機(jī)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要想適應(yīng)當(dāng)今社會的需要，我們就必須能夠設(shè)計出基于 PC 技術(shù)的新的電子儀器，以滿足社會更高層次的需求。如今，計算機(jī)的使用領(lǐng)域已經(jīng)擴(kuò)展到了各行各業(yè)，甚至介入個人家庭。s a temperature telecontrol system using Dallas single line digital thermometer DS18B20 to collect the temp of the water at advantage of this system is its uniqueness,simpleness and convenience. It can be widely used in every aspects especially for those dangerous places where it39。遠(yuǎn)程溫度監(jiān) 控系統(tǒng) 的設(shè)計 遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng) 的設(shè)計 摘 要 本系統(tǒng) 以 AT89S52 系列單片機(jī)為控制單元 ,采用 Dallas 單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20 對 現(xiàn)場 水阻 試驗用 水溫 數(shù)據(jù) 進(jìn)行 遠(yuǎn)程 無線 測量與控制。 實驗表明， 系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu) 簡單實用 、 控制方便 、功能齊全 、通用性強(qiáng) 等 特 點 ， 系統(tǒng) 稍作修改即可 被 應(yīng) 用于其他 生產(chǎn) 領(lǐng)域 ,特別 是 人體無法接近的高溫或危險場所的溫度控制 . 關(guān)鍵詞 ： 溫度采集； 數(shù)字溫度傳感器； 無線發(fā)射 與 接收模塊； 單片機(jī) 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） The Design Of Remote Temperature Monitoring System Abstract The system is based on the control of AT89S52 SCM. It39。s not suitable for people to get close to. Key words: temperature acquisition, singlebus digital temperature sensor, radio transmitting and receiving modules, microcontroller 遠(yuǎn)程溫度監(jiān) 控系統(tǒng) 的設(shè)計 目錄 引言 ............................................................. 1 1 方案設(shè)計與論證 .................................................. 2 控制芯片方案選擇 ...........................